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106 AULA 02 – Temos especiais de Dinâmica 𝐹′ = 240 𝑁 Gabarito: E (EFOMM – 2009) Três blocos 𝐴, 𝐵 e 𝐶 encontram-se agrupados e sob a ação das forças 𝐹1 = 100 𝑁 e 𝐹2 = 50 𝑁, conforme desenho abaixo, deslizando em superfície na qual o coeficiente de atrito é 𝜇 = 0,1. Sabendo que as massas desses blocos são, respectivamente, 5, 10 e 5 kg, a aceleração do sistema é de (dado: 𝑔 = 10 𝑚/𝑠2) a) zero (não há deslocamento). b) 1,5 𝑚/𝑠2, para a direita. c) 1,5 𝑚/𝑠2, para a esquerda. d) 3,0 𝑚/𝑠2, para a direita. e) 3,0 𝑚/𝑠2, para a esquerda. Comentários: A diferença entre as forças 𝐹1 e 𝐹2 é de: 𝐹1 − 𝐹2 = 100 − 50 = 50 𝑁 Portanto, o sistema tenderia a se mover para a direita. Agora, precisamos analisar a força de atrito. Se pensarmos os três blocos como um só, já que o atrito entre eles é o mesmo, podemos determinar a força de atrito estática máxima por: 𝑓𝑎𝑡 = 𝜇 ⋅ 𝑁𝑐𝑜𝑛𝑗𝑢𝑛𝑡𝑜 𝑓𝑎𝑡 = 𝜇 ⋅ (𝑚𝐴 +𝑚𝐵 +𝑚𝐶) ⋅ 𝑔 Substituindo valores: 𝑓𝑎𝑡 = 0,1 ⋅ (5 + 10 + 5) ⋅ 10 𝑓𝑎𝑡 = 0,1 ⋅ 20 ⋅ 10 𝑓𝑎𝑡 = 20 𝑁 Logo, a força resultante sobre esse conjunto pode ser expressa por: (𝐹1 − 𝐹2) − 𝑓𝑎𝑡 = (𝑚𝐴 +𝑚𝐵 +𝑚𝐶) ⋅ 𝑎 50 − 20 = 20 ⋅ 𝑎 107 AULA 02 – Temos especiais de Dinâmica 𝑎 = 1,5 𝑚/𝑠2 Gabarito: A (EFOMM – 2006) Aplica-se força de 200 𝑁 a um corpo de massa 25 𝑘𝑔, em plano horizontal com atrito; verifica-se, em laboratório, que sua velocidade aumenta de 18 𝑘𝑚/ℎ para 27 𝑘𝑚/ℎ em 0,4 𝑠. O coeficiente de atrito dinâmico entre o corpo e a superfície do plano horizontal é a) 0,125 b) 0,175 c) 0,225 d) 0,275 e) 0,325 Comentários: Para o movimento na horizontal, devemos ter que: 𝐹 − 𝑓𝑎𝑡 = 𝑚 ⋅ 𝑎 Como ele varia a velocidade em 0,4 s, temos: 𝑎 = Δ𝑣 Δ𝑡 𝑎 = ( 27 3,6 − 18 3,6) 0,4 ⇒ 𝑎 = 9 3,6 ⋅ 0,4 𝑎 = 6,25 𝑚/𝑠2 Portanto: 𝐹 − 𝜇 ⋅ 𝑚 ⋅ 𝑔 = 𝑚 ⋅ 𝑎 200 − 𝜇 ⋅ 25 ⋅ 10 = 25 ⋅ 6,25 ∴ 𝜇 = 0,175 Gabarito: B (EN – 2019) Analise a figura abaixo. A figura acima mostra dois blocos 𝐴 e 𝐵 de massas 𝑚 e 3𝑚, respectivamente, ligados por uma corda inextensível e de massa desprezível passando por uma polia ideal sem atrito e através de um 108 AULA 02 – Temos especiais de Dinâmica orifício 𝑂. No movimento da corda. considere que o orifício atua com uma força de atrito constante, 𝐹. Sabendo-se que a aceleração do sistema é 𝑔/3, onde 𝑔 é a aceleração da gravidade, qual o módulo da força de atrito 𝐹? a) 𝑚𝑔 3 b) 2𝑚𝑔 3 c) 𝑚𝑔 2 d) 𝑚𝑔 e) 2𝑚𝑔 Comentários: No bloco 𝐵, temos apenas a força peso e a tração atuando no corpo. Portanto: 𝑚𝐵 ∙ 𝑔 − 𝑇𝐵 = 𝑚𝐵 ∙ 𝑎 Para o fio passando pelo orifício, temos: 𝑇𝐵 − 𝐹 − 𝑇𝐴 = 𝑚𝑓𝑖𝑜 ∙ 𝑎 No bloco 𝐴, vem: 𝑇𝐴 −𝑚𝐴 ∙ 𝑔 = 𝑚𝐴 ∙ 𝑎 Somando as três equações e considerando nula a massa do fio, temos: 𝑚𝐵 ∙ 𝑔 − 𝑇𝐵 + 𝑇𝐵 − 𝐹 − 𝑇𝐴 + 𝑇𝐴 −𝑚𝐴 ∙ 𝑔 = 𝑚𝐵 ∙ 𝑎 + 𝑚𝑓𝑖𝑜 ∙ 𝑎 + 𝑚𝐴 ∙ 𝑎 𝑚𝐵 ∙ 𝑔 − 𝐹 −𝑚𝐴 ∙ 𝑔 = 𝑚𝐵 ∙ 𝑎 + 𝑚𝑓𝑖𝑜⏟ ≅0 ∙ 𝑎 + 𝑚𝐴 ∙ 𝑎 Substituindo os valores das massas e da aceleração, vem: 3𝑚 ∙ 𝑔 − 𝐹 −𝑚 ∙ 𝑔 = 3𝑚 ∙ 𝑔 3 + 𝑚 ∙ 𝑔 3 ∴ 𝐹 = 2 3 𝑚𝑔 Gabarito: B (EN – 2018) Analise a figura abaixo. A figura mostra um pêndulo cônico no qual um pequeno objeto de massa 𝑚, preso à extremidade inferior de um fio, move-se em uma circunferência horizontal de raio 𝑅, corri o módulo da